5.1 平面连杆机构(课件）--2022-2023学年高二劳动版机械知识

第五章 常用机构 铲土机是如何保证铲斗平行移动的，它采用的是什么机构？ 1 电影放映机是怎样放出清晰动态的电影画面的？ 缝纫机的从动紧线爪是如何紧线的？ §5-1 平面连杆机构 缝纫机踏板的上下摆动通过曲柄摇杆机构转化为带轮的转动。 内燃机活塞的往复直线运动通过曲柄滑块机构转化为曲轴的旋转运动。 平面连杆机构是指组成机构的一些刚性构件在同一平面或相互平行平面内运动的机构。 最常用的平面连杆机构是具有四个构件（包括机架）的机构，称为四杆机构。 一、铰链四杆机构的组成 1、3—连架杆 2—连杆 4—机架 铰链四杆机构是由四个杆件通过转动副连接而成的传动机构。 1、3—连架杆 2—连杆 4—机架 在机构简图中，小圆圈表示铰链，线段表示构件，带一组短斜线的线段表示机构中固定不动的构件。 固定铰链　 活动铰链　 合页 说明 固定不动的构件 4 称为机架，与机架直接相连的构件 1、3 称为连架杆，与机架不直接相连的构件 2 称为连杆。 在连架杆中，能做整周转动的称为曲柄，不能做整周转动的称为摇杆。 1、3—连架杆 2—连杆 4—机架 铰链四杆机构的四个构件中，必须有一个构件作为机架，而且只能有一个机架，机架数过多则机构会成为固定结构，不能运动；若没有机架，各构件相互间的运动将无确定的对应关系，则不能形成实用的机构。 提示 铰链四杆机构分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 二、铰链四杆机构的基本形式 铰链四杆机构中，存在曲柄的杆长条件为最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和。 提示 1．曲柄摇杆机构 在铰链四杆机构的两连架杆中，若一个为曲柄，而另一个为摇杆，则称为曲柄摇杆机构。 当机构满足曲柄存在的杆长条件时，取最短杆的邻杆作机架，则形成曲柄摇杆机构。 1—曲柄 2—连杆 3—摇杆 4—机架 （1）曲柄摇杆机构应用实例 1）剪板机 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇杆CD往复摆动，摇杆延伸端实现剪板机上刃口的开合剪切动作。 2）雷达天线俯仰摆动机构 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇杆CD往复摆动，以实现雷达天线的俯仰动作。 3）搅拌器 主动曲柄AB匀速转动，摇杆CD往复摆动，连杆BC的外伸端部E按预定曲线运动，从而完成搅拌动作。 4）汽车玻璃窗刮水器 曲柄AB为主动件且匀速转动，通过连杆BC带动摇杆CD往复摆动，摇杆外伸端实现刮水动作。 5）缝纫机踏板机构 摇杆CD（相当于踏板）为主动件并往复摆动，通过连杆BC驱动从动曲柄AB做整周转动。 （2）曲柄摇杆机构运动特性分析 1）急回特性 摇杆由C1D摆到C2D的过程被用作机构中从动件的工作行程，摇杆由C2D摆到C1D的过程被用作机构中从动件的空回行程，空回行程的平均速度（v2）大于工作行程的平均速度（v1），机构的这种特性称为急回特性。 在摇杆CD为主动件并以其往复摆动来驱动曲柄做整周转动的过程中，摇杆处于C1D 或C2D两极限位置时，连杆BC与曲柄AB两次共线，此时，摇杆经连杆施加给曲柄的力F1或F2必然通过铰链中心A，曲柄不能获得转矩。机构所处的这种位置称为止点位置，也称死点位置。 2）止点位置 在机械传动中，通常利用从动件本身或飞轮的运动惯性来通过止点位置。 在铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，则称为双曲柄机构。 若将曲柄摇杆机构中的最短杆固定为机架，即形成双曲柄机构。 2. 双曲柄机构 不等长双曲柄机构 常见的双曲柄机构形式有两曲柄长度不等的不等长双曲柄机构、四个杆件形成平行四边形的平行双曲柄机构，以及相对的两杆件分别等长但互不平行的反向双曲柄机构。 不等长双曲柄机构 平行双曲柄机构 反向双曲柄机构 （1）惯性筛 双曲柄机构应用实例 四杆件构成不等长双曲柄机构。主动曲柄AB匀速转动，从动曲柄CD做变速转动并通过附加连杆CE带动筛子做变速往复直线运动，以使被筛物料获得较好的筛分效果。 （2）托盘天平 利用平行双曲柄机构两曲柄的旋转方向和角速度均相同的特性，保证两天平盘始终保持水平状态。 （3）码垛机械手 四杆件构成平行双曲柄机构，两曲柄的旋转方向和角速度均相同。牵动主动曲柄AB的延伸端E，可使连杆BC带动机械手平行升降移动，以便平稳码垛。 （4）汽车门启闭机构 四杆件构成反向双曲柄机构，两曲柄的转向相反，角速度也不相同。牵动主动曲柄 AB 的延伸端 E，能使两扇车门同时开启或关闭。 双曲柄机构可能因运动的不确定性而向反向双曲柄机构转化。为了避免这种现象的发生，可在从动件上附加惯性轮或添加附加装置。机车主动轮联动装置，增设了辅助曲柄EF，以避免机构发生运动不确定的现象。 提示 铰链四杆机构中，两个连架杆均为摇杆的机构称为双摇杆机构。 将曲柄摇杆机构中最短杆的相对杆固定为机架时